ALUE 1, Cci 1
3.3 VALUMAVESTEN OMINAISUUDET
3.3.1 Salaojavaluman happamuus—
v a 1 h t e 1 u t
Keväällä 1986 Tupoksen koekentällä salaojavaluma kesti kuu kauden (15.5 - 15.6.). Tänä aikanavaluman asiditeetti nousi vähitellen lO:stä 18 meq 11 :aan (ka 14,8 meq 1-’). Happa muuskuormitus vaihteli tänä aikana 20:stä 1150 meq km-2s-’
:ssa (ka 256 meq km-2s-’ )(kuva 16). Seurantajakson kokonais—
happamuuskuormitus oli 0,63 milj.eq km2
kittujen alkuainepitoisuuksien keskiarvot vuosina 1984 -1987 CaI— ja Tv—ruuduissa. Cai: kalkitus 15 Liha. Tv: kalki—
tus [5 t/ha ja turvelisäys 1 000 j»3 Rinnakkaisten havainto—
jen lukumäärä 8. Erotuksen merkitsevyys: * melkein merkitse vä, ** merkitsevä.
Vuosi 1984
Vuosi 1985 Cal Tv Erotus %
pH 5,03 4,89
Keväällä 1987 salaojavalunta kesti noin 3 viikkoa
(10.6.—2.7.). Tänä aikana valuman asiditeetti nousi vähitel len 8:sta 13 meq 1-1 :aan (ka 9,15 meq 1-’), keskimääräinen happamuuskuormitus oli 139 meq km-2s’ (kuva 16).
Syksyllä 1985 salaojavaluma alkoi 16.9. ja loppui 10.11., asiditeetin huippuarvo 23 meq l havaittiin noin kolme viikkoa valuman alkamisesta (10.10.), minkä jälkeen asidi teetti laski vähitellen tulvajakson loppua kohden arvoon 15 meq 1-1 (kuva 17).
Syksyllä 1986 salaojavaluma alkoi 2.9. ja havainnointi lope tettiin 8.11. Jakson huippuarvo 22 meq 1-’ havaittiin tulvan alussa, minkä jälkeen asiditeetti laski vähitellen seuranta jakson loppua kohden arvoon 11 meq l . Seurantajakson hap pamuuskuormitus vaihteli 50:stä 750 nieq km-2s’:ssa (ka 235 meq km-2s’
)
(kuva 17). Kokonaishappainuuskuormitus havainto—jakson 3.9 — 3.11.1986 aikana oli 1,53 milj.eq km-2.
Syksyllä 1987 salaojavalumaseuranta aloitettiin 2.9. ja va luma loppui 20.10. Valuman asiditeetti oli lähes koko seu rantajakson ajan pienempi kuin 15 meq 1-1, jakson keskimää räinen happamuuskuormitus oli 90.6 meq km2s1 (kuva 17).
Tupoksen koekentän salaojitusalueen (F= 0,5 ha) valumavesien happamuus suureni keväällä ja pieneni syksyllä 30 - 50 % tulvan alusta vähitellen loppua kohden. Keväällä tulvahuippu laimensi hetkellisesti salaojavesien happainuutta, kun taas syksyllä salaojavaluman happamuus suureni valumahuipun aika na merkitsevästi. Tupoksen täydennyskuivatusalueen (F 26 km
2) valumavesissä havaittiin vuoden 1986 seurantajakson aika na vastaavani.aiset tulvan vaiheistumiseen liittyvät happa muusvaihtelut kuin koekentällä. Kuivatusalueella valuman määrän vaihtelujen todettiin vaikuttavan kuitenkin valuman pH:n voimakkaammin kuin mitä tulvan vaiheistumisen aiheutta ma happarnuuden muutos vaikutti (Palko & Myllymaa 1987).
Kesän 1987 aikana maaperään vapautuneen happamuuden määrä oli muita vuosi.a huomattavasti pienempi, koska suotuisaa ai kaa suifidisedimentin hapet.tumiseile oli ollut tällöin vähän pitkälle kesään jatkuneen routajakson ja aikaisin alkaneen tulvajakson vaikutuksesta. Tästä syystä syksyn 1987 salaoja valunian happanluus oli muita vuosia alhaisempi. Syystulvan alussa samoin kuin tulvan lopussa vuosina 1985 ja 1986 sa
laojavaluman asi.diteetti oli lähes samansuuruinen. Tämä
1—
LJJ uJ 1—
0 V)
30 25 20
1986 14.8
1987 — — 9.15
10 5
0 1 1 1
15.4 15.5 15.6
B
me q k m2 1200
900
CM
1—
cz0 CM D
0•
= 600 300
Kuva 16, Salaojavaluman asiditeetin (A) ja happainuuskuormi tuksen (B) vaihtelut kevään 1986 ja 1987 seurantajaksojen aikana Tupoksen huuhtoutumiskoekentällä.
1-1—
LLJ LJ 1—
(J)
mrno(
30 25 20 A
8
15 10
1.9 110 1.11
1.9 1.10 1.11
Kuva 17. Salaojavaluman asiditeetifl (A) ja happamuUskUormi tuksen (B) vaihtelut syksyn 1985, 1986 ja 1987 seurantajak sojen aikana Tupoksen
osoittaa, että näiden tuivajaksojen alussa huuhtoutuvissa olevan happamuuden määrä on ollut, kutakuinkin samansuuruinen ja että kesäaikana maaperään vapautuneen happamuuden määrä suhteessa tulva—aikana huuhtoutuneen happamuuden määrään on ollut tulvan lopussa lähes samansuuruinen.
Vuosi 1986 edusti kokonaisuutena hyvin normaalin kevään ja syksyn hydroiogista t.ilannetta. Poikkeuksena syksyn normaa—
lisuuteen olivat kuitenkin pitkään joulukuulle jatkuneet runsaat sateet, jolloin salaojavalumaseurannan päättyessä ainoastaan noin puolet syksyn kokonaisvalumasta oli huuhtou—
tunut. Tästä huolimatta kevään 1986 salaojavaluman kokonais happamuuskuormitus oli vain noin kolmasosa syksyn
seuranta-jakson kokonaishappamuuskuormituksesta.
Palko & Myilymaa (1988) tutkivat Tupoksen kylän täydennys kuivatusalueella, miten happamien suifaattimaiden suhteelli nen osuus vaikuttaa tulva—ajan keskimääräiseen valumaveden asiditeettiin ja happamuuskuormitukseen kolmena kuivatusten jälkeisenä vuotena. Tutkimus tehtiin kolmella osa-alueella, joiden happamien suifaattimaiden suhteelliset osuudet olivat 13, 63 ja 75 %. Osa—alueilla ei ollut salaojitettuja aluei ta. Tulokset osoittivat, että valuman happamuus suurenee ii—
neaarisesti, kun happamien suifaattimaiden suhteellinen osuus kasvaa ja että lineaarisen yhtälön kulinakerroin muut tuu kevättuivan ja syystulvan, samoin kuin eri vuosien hyd—
rologisten olosuhteiden vaikutuksesta. Suhdeyhtälön mukaan 100 % happamia suifaattimaita käsittävän salaojittamattoman kuivatusalueen asi.diteetti keväällä 1986 olisi ollut keski määrin 4,0 meq 1-1 , mikä oli ainoastaan neljäsosa Tupoksen koekentän salaojavaluman keskimääräisestä asiditeetista.
Syksyllä 1986 kuivatusalueen vastaava asiditeetti olisi ol lut 12 meq 1-’, mikä oli noin puolet Tupoksen koekentän sa—
laojavaluman keskimääräisest.å asiditeetista. Vertailun pe rusteella voidaan päätellä, että yksittäisen happaman sul faattimaa—alueen salaojitus tehostaa happamuuden vapautumis ta erikoisesti routatilanteeltaan suotuisan kevään aikana.
Syksyllä, jolloin happamien sui.faattimaiden pintakerroksissa on runsaasti huuhtoutuvaa happamuusreserviä, salaojituksen vaikutus valumaveden happamuuteen ei ole suhteessa niin mer kittävä kuin keväällä.
3.3.2 Oj i. tustavan vaikutus valu—
maveden laatuun
3.3 . 2. 1 Salaoj itussyvyys
Keväällä 1986 matalan salaojitusalueen (alue 2) salaojava lunnan asiditeetti oli keskimäärin 42 % pienempi kuin for maalisyvyyteen salaojitetulla alueella (alue 1). Salaojava luman pH alueella 2 ol.:i erittäin merkitsevästi korkeampi.
(4,13 vs. 3,72) ja sähkönjohtavuusarvo (EC) erittäin merkit—
sevästi alhaisemp.i (26 %) kuin alueella 1.
Syksyllä 1986 salaojavaluman asiditeetti alueella 2 oli kes kimäärin 14 % pienempi kuin alueella 1. Vastaavasti salaoja—
valuman pH oli alueella 2 erittäin merkitsevästi korkeampi (4,00 vs 3,68), EC erittäin merkitsevästi alhaisempi (13 %) ja edelleen alumiinipitoisuus erittäin merkitsevästi alhai sempi (45 %) kuin alueella 1.
Keväällä 1987 salaojavesien ominaisuudet eivät eronneet iner—
kitsevästi salaojitusalueilla toisistaan (taulukko 5).
Kevään 1986 salaojavaluman alkamisajankohta testattiin
alueen 1 perusteella (Palko 1986b). Erilaisesta valumari vai—
heistumisesta huolimatta kevään 1986 seurantatulokset osoit tavat, että routatilanteeltaan normaalina keväänä matala sa laojitus pienentää salaojavaluman happamuuskuormitusta lähes puolella normaalisyvyiseen salaojitukseen verrattuna. Sitä vastoin mitä pidemmälle kevääseen roudansulaminen ajoittuu, sitä pienempi merkitys salaojitussyvyydellä on happamuuden vapautumiselle maaprofiil ista.
Kesäajan jälkeen maaprofiili sisältää niin runsaasti huuh toutuvaa happamuutta, että syksyn salaojavaluman suhteelli nen happamuusero matalalla ja normaalisyvyyteen salaojite—
tull.a alueella ei ole niin suuri kuin keväällä. Matalan sa laojituksen vaikutus happamuuden kokonaiskuormituksen piene—
nemiseen normaalisyvyiseen salaojitukseen verrattuna vuoden 1986 syystulvan ja kevättulvan aikana oli lähes samansuurui—
nen, noin 0,25 miij.eq km2, mikä vastasi noin 250 kg:n teo reettista Ilkkflisäyståhehtaarillekumrnankin tulvajakson osal ta.
Taulukko 5. Salaojitussyvyyden vaikutus valumaveden kemial—
lisiin ominaisuuksiin Tupoksen huuhtoutumiskoekentäliä. Alue 1: salaojitussyvyys 1,10 m; Alue 2: saiaojitussyvyys 0,69 m, n havaintokertojen lukumäärä. Erotuksen merkitsevyys: t
melkein merkitsevä; *** erittäin merkitsevä.
Kevät 1986 n Alue 1 Alue 2 Erotus %
p11 25 3,72 4,13
asid. mmoi/1 25 14,8 8,62 —42***
EC mS/m 26 681 501
Syksy_1986 n Alue_1 Alue_2 •Erotus %
pH 40 3,68 4,00
asid. mmoi/1 33 17,8 15,3 —14***
EC mS/m 40 734 636 —13***
Al mg/l 33 84,5 46,2 —45***
3.3.2.2 Salaojitus verrattuna avo—ojitukseen
Keväällä 1987 avo-ojitusalueen valumavesien asiditeetti oli keskimäärin 54 % alhaisempi ja sähkönjohtavuus (EC) keski määrin 52 % alhaisempi kuin salaojavaluman asiditeetti, avo ojavalunnan pH oli kuitenkin merkitsevästi salaojavaluman pH:ta alhaisempi (3,49 vs. 4,41).
Syksyllä 1987 avo-ojavaluman ja salaojavaluman asiditeetin jasähkörijohtavuuden erot olivat edellisen kevään eroja suu remmat (vastaavat erot olivat 64 ja 59 %), mutta valumaveden pH oli näillä kuivatusalueilla lähes samansuuruinen. Avo—
ojavaluman alumiinipitoisuus oli syystulvan aikana kuitenkin keskimäärin 48 % salaojavaluman alumiinipitoisuutta alhai sempi (taulukko 6).
• 1987
Valumaveden pH ei ole luotettava mittaussuure salaojavalu—
man ja pintavesivaluman happamuuden verailussa. Tähän on osaksi syynä se, että pH ilmaisee ainoastaan vetyionien ta—
sapainotilaa, mikä on riippuvainen näytteen suhteellisesta ionikoostumuksesta ja ionipitoisuudesta sekä osaksi siitä että happamien suifaattimaiden valumavesien pH-mittaustulok—
seen vaikuttavat näytteenkäsittelyssä ja mittauksen suorit tamisessa helposti, syntyvät virheet (Palko & Myllymaa 1987).
Happamien suifaattimaiden salaojavedet sisältävät runsaasti happamuutta sitovaa ferrorautaa. Valumaveden titraus emäk seilä (asiditeettimääritys) on luotettava menetelmä koko naishappamuuden määrittämiseen, koska tässä yhteydessä myös liukoisen ferroraudan sisältämä happamuus tulee huomioonote—
tuksi. P1-1---mittausarvon perusteella avo—ojavaluma suhteessa salaojavalumaan oli merkitsevästi happamampaa, mutta asidi—
teettimäärityksen perusteella avo—ojavesi sisälsi kuitenkin keskimäärin 54 % vähemmän happamuutta kuin salaojavesi. Pin
tavaluman ja salaojavaluman vertailussa alumiinipitoisuudel—
la vaikutti olevan samansuuntainen indikaatiomerkitys kuin asiditeetilla,
Kevään 1987 salaojavaluman happamuuskuormitus oli keskimää rin 46 kertaa suurempi, ja syksyllä 1987 keskimäärin 100 kertaa suurempi kuin vastaavana aikana mitattu avo—ojavalman happamuuskuormitus. Hydrologiset olosuhteet vuonna 1987 oli vat normaalivuodesta kuitenkin niin poikkeavat, että esite tyt suhdeluvut. ovat liian korostuneita kuvaamaan salaojituk—
sen ja avo—ojituksen välistä happamuuskuormitusta ojitetulla happamalla suifaattimaalla. Edellistä paremmin näiden suh detta kuvaa Palkon (1986b) havainto, että keväällä 1986 Tu poksen koek.entällå alueen 1 pintavaluman happamuuskuormitus oli noin kyminenesosa vastaavan alueen salaojaval.uman happa—
muuskuormituksesta. Edellämainitun perusteella voidaan pää tellä, että voimakasta happamuuden vapautumista voidaan pie nentää huomattavasti, kun valitaan avo—ojitus salaojituksen
sijasta aiemmin ojittamattomalle happamalle suifaattimaa alueelle. Ojittamattoman happaman suifaattimaan maaprofiilin happamuusreservit ovat niin suuret, että kun halutaan estää voimakkaat. happamuusvaikutukset, salaojitus olisi syytä teh dä vasta vähintään 10 vuotta avo-ojituksen jälkeen. Tarkempi arvio edellämainitusta aikavälistä saadaan kuitenkin vasta valumavesien ja maaperän pitkäaikaisseurannan toteuduttua Tupoksen koekentällä.
Taulukko 6. Tupok’sen koekentän saIaojitusalueen ja avo—oji tusalueen vaIurnawes ien kie’mia] 1 iset ominaisuudet kevääl lä 1987 ja syksyllä 1987. Alue 1: salaoj itussyvyys 1, 10 m; Alue 3: avo—ojitussyvyys 0,67 rn, n kavaintokertojen lukumäärä.
Erotuksen merkitsevyys: * merkitsevä; *** erittäin merkit sevä.
Kevät 1987 n Alue 1 Alue 3 Erotus %
p11 9 4,41 3,49 **
asid. mmol!l 9 9,26 4,25 —54**
E:C mS/m 9 391 128 —52*
Syksyllä 198:5 kaksinkertaisen kalkituksen saaneiden r.uutujen (Ca2) salaojavaluman asiditeetti oli keskimäärin 35 % pie nenpi ja almiiipitoisuus &eskimärin 38 % pienempi sekä p11 erittäin mkitevästi korkeampi (4., 10 vs. 3 ,36) kuin perus kalkituksem sa iden ruiitujen (Cal) vastaavat ominaisuudet.
Kevä.U. i&6 Ca2 ruutujen saLaojavaiuman asiditeetti oli keskimäärin 23 % pienemp.i Ja p11 erittäin merkitsevästi suu rempi
(
3,99 vs . 3, :52) ‘kuin Ci ruutujen vastaavat ominaisuu det.Syksylla 4985 Ca2 ruutujen salaojavaluman asiditeetti oli kesk im:ä:ärin 2*8 % pienempi, a lumi i n ipi to iusuus keskimäärin 43
% p;•pj
ja
11 erittäin merlcitsev:ästi suurempi (4,28 vs.3,24) kuin Cal wuuduilla.
Kevää1lä Ja ksyilä 1987 :Ca2 ruutujen salaojavaluman keski
määrä
mcm
asIdit:eetti ei ronut me rkl tseväs t 1 Ga 1 ruutu jen s;al:aojavaluman asi4iteetista, mutta salaojavaluman alumi ini-pitoisuu:s C2 ruduissa oli keskimäärin 48 % alhaisempi ja v
pH nierkitsevästi korkeampi kuin Cal ruuduissa. Ca2 ja Cal ruutujen salaojavaluman sähkönjohtavuusarvot erosivat mer—
kitsevästi toisistaan ainoastaan syksyllä 1986, jolloin seu rantajakson havaintojen määrä oli huomattavan suuri. Kaksin—
kertaisen kalkituksen aiheuttama salaojavesien sähkönjohta—
vuusarvoa pienentävä vaikutus oli tällöin kuitenkin ainoas—
taan 5 % (taulukko 7).
Peltokalkituksen vaikutus kohdistuu ensisijaisesti maan pin—
takerrokseen ja siinä tapahtuviin kemiallisiin muutoksiin.
Muutoksista tärkein on pintakerroksen pH:n nousu, joka hi dastaa kemiallista rapautumista ja edistää aktiivisen alu miinin saostumista inaktiiviseen muotoon maan pintakerrok—
sessa. Tämän seurauksena kalkitus pienentää suotovesien alu—
miinipitoisuutta ja asiditeettia. PH-nousu maaprofiilissa inaktivoi T. ferro—oxidans bakteeria, mistä on seurauksena sulfidisedimentin hapettumisen ja tätä kautta myös happamuu den vapautumisen hidastumisen maaprofiilissa. Mitä suurempi pintakalkitus on, sitä syvemmälle kaikin neutralointiteho ulottuu maaprofiilissa ja sitä suurempi vaikutus tällä on salaojavesien happamuuden pienentymiseen,
Kalkituseron näennäinen nopea pieneneminen vuodesta 1986 vuoteen 1987 on pääosin hydrologisten tekijöiden vaihtelun aiheuttamaa. Muuttuvissa hydroiogisissa olosuhteissa salao—
javaluman suhteellinen alumiinipitoisuus- ja pH—ero eri kai kitustasoruutujen kesken on pysynyt lähes samansuuruisena koko seurannan ajan, mikä viittaa siihen, että kalkituksen vaikutus suotovesien neutraloitumiseen on ollut suhteessa
lähes samansuuruinen koko seurannan ajan. Maan pintakerrok—
sen pH on noussut vähitellen kaikituksen ansiosta (taulukko 3), mika viittaa siihen että kalkituksen teho kummallakin kalkitustasolla on riittänyt happamien hydrolysoituvien yh disteiden neutraloimiseen, jolloin kalkin liukoisuuden aset—
tamissa rajoissa sen teho on näkynyt myös valumavesien neut raloituinisena. Kaksinkertaisen kalkituksen välitön salaoja—
valuman happamuutta pienentävä vaikutus happamalia suifaat timaalla oli noin 30 % peruskaikitukseen (15 t/ha) verrattu na. Vuoden 1986 aikana kaksinkertainen kalkituksen teoreet
tinen vaikutus happarnuuden kokonaiskuormituksen pienenemi—
seen peruskalkitukseen verrattuna-, vastasi noin 1 0-0-0 kg:n-hehtaarikakitusta. Jos ajatellaan, että kaksinkertaisen kaik.ituksen vaikutus kestäisi neljä vuotta, sen teho olisi
25 - 30% sen teoreettisesta neutralointitehosta. Tarkempi peitokalkituksen pitkäaikaisvaikutuksen arvio edellyttää kuitenkin pidempiaikaista seurantaa kuin mihin tässä tutki muksessa on ollut. mahdollista.
koekentän a iuee;n 1 kaik i tusruudu4.ssa. Ca.i r.uudut: kaik:i tus.
15 t/ha, Ca2 ruudut: k.alkitus 3C t/h.a. n = havaintokertojen lukumäärä. Ero:tuk:s:err merk it .evyys:. ** merkitsevä; ** erit täin rnerkitsevä.
Syksy 198:5 CaI C”a,2 Erotus %.
pH; 1 1 3, 36 4,, l0
asid. inmoi/Il 7 a3,.2 15,. 2 —3.5*
EC mS/m: 11 808 81 t ÷00
Al mg/l 8 1a5 79: —38**
Kevät 19:86 n Cal Ca2. Erotus %
pH 25 3,52 3,99
asid:. mrnol/i
a5
17,2 l3:,2 —23**EC rnS/m 25 695 703: +01
Syksy 1986 n CaI Ca2 Erotus %
pH 40 3,2.4 4,28
asid. mmoI/l 33. 21:0 15,1
EC mS/m 4Q 759 718 •0:5:**
Al mg/l 33 10.6. 61 —43***
Kevät 1987 n CaI — CaZ Erotus %
p14 9 4,12 4,70
asid. mrnoI/l 9 9,78 8;,94 —06
EC mS/m 9 415 42.6 +03
3.3,3.2 Avo—ojitusalue
Keväällä 1987 kaksinkertaisen kalkituksen saaneiden ruutujen (Ca2) avo-ojavaluman keskimääräinen asiditeetti oli 26 % pienempi ja pH merkitsevästi suurempi (3,38 vs. 3,58) kuin peruskalkituksen aaneiden ruutujen (Cal) vastaavat ominai suudet.
Syksyllä 1987 Ca2 ruutujen avo—ojavaluman asiditeetti oli keskimäärin 18 % pienempi ja pH merkitsevästi suurempi kuin Cal ruutujen vastaavat ominaisuudet. Lisäksi syystulvajakson aikana avo—ojavaluman alumiinipitoisuus Ca 2 ruuduissa oli keskimäärin 24 % pienempi kuin CaI ruuduissa (taulukko 8).
Vaikka kaksinkertainen kalkitus vuonna 1987 ei havaittavasti.
pienentänyt salaojavaluman asiditeettia suhteessa peruskal—
kittujen ruutujen salaojavaluman asiditeettiin (taulukko 7), kaksinkertaisen kalkituksen avo—ojavaluinan asiditeettia pie—
nentävä vaikutus oli kuitenkin merkitsevä kahtena muuna
vuonna. Sen sijaan Al—pitoisuus oli alempi kaikkina vuosina.
Kappaleessa 2.2. todettiin, että kaksinkertainen kalkkili.
säys pienensi merkitsevästi liukoisen alumiinin pitoisuutta maan pintakerroksessa. Koska alumiini-ionit kantavat happa—
muuden maan pintakerroksista vesistöön (Palko & Myli.ymaa 1987), lisäkalkituksen aiheuttama hydrolysoituvien kationien saostava vaikutus on luonnollisesti selvemmin havaittavissa avo—ojavesien kuin salaojavesien happamuuden pienenemisenä.
Taulukko 8. Avo-ojavaluman kemialliset ominaisuudet Tupoksen koekentän alueen 3 kalkitusruuduissa. CaI ruudut: kalkitus
15 t/ha, Ca2 ruudut: kalkitus 30 t/ha. n havaintokertojen lukumäärä. Erotuksen merkitsevyys: ** merkitsevä; *** erit täin merkitsevä.
Kevät 1987 n Cal Ca2 Erotus %
pH 16 3,36 3,58
asid. mmol/l 16 4,82 3,55 —26*
EC mS/m 16 178 159
v a 1 u m a v e d e n 1 a a t u u n
Syksyllä 1985 turveruutujen (Tv) keskimääräinen salaojava luman asiditeetti oli 19 % ja alumiinipitoisuus 22 % pienem pi kuin peruskalkituksen saaneiden ruutujen (Cal) vastaavat ominaisuudet.
Keväällä 1986 Tv ruutujeri salaojavaluman asiditeetti oli edellisen syksyn tavoin 19 % pienempi ja pH erittäin merkit sevästi korkeampi (3,52 vs. 3,67) kuin Cal ruutujen vastaa vat ominaisuudet.
Syksyllä 1986 Tv ruutujen keskimääräinen salaojavaluman asi diteetti oli 18 % pienempi, alumiinipitoisuus 17 % pienempi
ja pH erittäin merkitsevästi korkeampi (3,24 vs. 3,49) kuin Cal ruutujen salaojavaluman ominaisuudet. Syksyllä 1986, jolloin havaintojen määrä oli muihin seurantajaksoihin näh den poikkeuksellisen suuri, Tv ruutujen salaojavaluman säh k6njohtavuu.sarvo oli erittäin merkit.sevästi Cal ruutujen sähkönjohtavuusarvoa pienempi, vaikkakin näiden ero oli kes kimäärin vain 5 %.
Keväällä ja syksyllä 1987 Tv ruutujen salaojavaluman keski määräinen asiditeetti samoin kuin alumiinipitoisuus eivät eronneet mer-kitsevästi Cal ruutujen vastaavista ominaisuuk sista. Tästä huolimatta kevään 1987 Tv ruutujen salaojava luman sähkönjohtavuus oli 11 % Cal ru.utujen sähkönjohtavuu sarvoa pienempi (taulukko 9).
Pinta-turvekäsittely parantaa maan kuohkeutumis-ta lisäämällä huokostilan osuutta maassa, mikä edistää kasvin juuriston tunke-utumista maahan etenkin ennestään vähän humusta sis.äl—
tävillä mailla. Ojitusten yhteydessä syntyvien massojen kas vuuns-aattamisessa on turpeenlisäyksel.lä tässä suhteessa
erittäin merkittävä osuus. Koekentällä käytetyn pintaturpeen kationinvaihtokapasiteetti (CEC) oli korkea, 99,3 meqJlOOg, mistä syystä se pystyi si.tomaan ojituksen seurauksena maan pintakerroksiin vapautuneita ioneja. Alumiini—ionei.lla
(Al) on yleensä suurempi adsorptiokyky maan ioninvaihto kohtiin kuin Ca2 ja M-g2 ioneilla (Frink 1972). Yksittäisen ionin adsorboitumisvoimakkuus ioninvaihtokohtiin määräytyy maanesteen ionipitoisuudesta siten, että pitoisuuden kas-—
vaessa myös adsorptio kasvaa. Siis jos Al3 ioneja on run—
saast i maanestees-sä, turve lisäys tehostaa niiden pidättäyty mistä. Tupoksen koekentällä perus.kalkituksen yhteydessä ii sätyn turpeen välitön vaikutus salaojavaluman sähkönjohta—
vu-uden pienemiseen oli noin 5 % ja alumiinipitoisuuden sekä happam-uuden pienentymiseen noin 20 %.
Taulukko 9. Salaojavaluman kemialliset ominaisuudet Tupoksen koekentän osa—alueen 1 Cal ja Tv ruuduissa. Cal ruudut:
kaikitus 15 t/ha,Tv ruudut: kalkitus 15 t/ha .ja turvelisäys 1 000 m3/ha. n = havaintokertojen lukumäärä. Erotuksen mer—
kitsevyys: * melkein merkitsevä; ** merkitsevä; *** erittäin merkitsevä.
Syksy 1985 n Cal Tv Erotus %
pH 11 3,36 3,46 *
asid. mmol/1 7 23,2 18,8 —19**
BO mS/m 11 808 837 +04*
Al mg/l 8 125 98 —22**
Kevät 1986 n Cal Tv Erotus %
pH 25 3,52 3,67
asid.. mmoi/l 25 17,2 14,0
EC mS/m 25 695 645
Syksy 1986 n Cal Tv Erotus %
pH 40 3,24 :3,49
asid. mmol/1 33 21,0 17,3
EC mS/m 40 759 725
Al mg/l 33 106 88 —17***
Kevät 1987 n — Cal Tv Erotus %
pH 9 4,12 3,86 *
asid. mmol/1 9 9,48 8,91 —03
EC mS/m 9 415 369 —11**
Vuonna 185 kauran keskimääräinen sato Tupoksen koealueella oli 2600 kg/ha. Normaalisyvyyteen salaojitetulla alueella
(alue 1) keskisato oli ojitusalueista kaikkein suurin (3020 kg/ha), matalalle salaojitetulla alueella (alue 2) keskisato oli tätä 16 % pienempi ja avo-ojitetulla aiueeli.a (alue 3) vastaavasti 30 % pienempi kuin alueella 1 (kuva 18).
Peruskalkituksen 15 t/ha saaneilla ruuduilla (Ca 1) vuonna 1985 keskisato oli 2600 k.g/ha, kaksinkertaisen kalkituksen saaneilla ruuduilla (Ca 2) keskisato oli 15 % suurempi ja peruskalkituilla turvelisäyksen saaneilla ruuduilla (Tv) 8 % suurempi kuin Ca 1 ruuduilla (kuva 18).
Vuonna 1986 kauran keskimääräinen sato Tupoksen koealueruu—
duilla oli 1800 kg/ha. Alueen 1 keskisato oli ojitusalueista suurin (1870 kg/ha), alueella 2 keskisato oli 3 % pienempi ja alueella 3 vastaavasti 5 % pienempi kuin alueella 1. Pe ruskalkittujen ja kaksinkertaisen kalkituksen saaneiden ruu tujen keskisadot olivat vuonna 1986 yhtä suuret (1920
kg/ha), kun Tv-ruutujen keskisato oli 22 % näiden ruutujen keskisatoa pienempi (kuva 18).
Kauran satoisuus Tupoksen koealueella vaihteli tutkimusvuo sien välillä huomattavasti kasvuajan pituuden ja kosteusolo jen mukaan. Vuosi 1985 oli Tupoksen kylän alueella yleisesti hyvä satovuosi, jolloin myös koealueelta saatiin kohtuulli sen hyvä kaurasato. Vuonna 1986 koealueen keskisato oli noin 30 % edellisen vuoden satoa pienempi ja vuonna 1987 myöhäi sen kevään ja sateisen kesän vuoksi kauran jyvä ei ehtinyt kehittyä, mistä syystä vilja jäi tuolloin korjaarnatta.
Satotulokset osoittivat, että ojitustehon vaikutukset näky vät sadon määrässä hyvinä satovuosina, jolloin tehokas kui—
vatus edisti orastusajan lyhenemistä. Wäre (1947) totesi Maasojan kenttäkokeiden perusteella, että kuivina vuosina kaura tulee röyhylle normaalia aikaisemmin ja että korkean pohjaveden aiheuttama röyhylletulon myöhästyminen on tällöin keskimääräistä suurempi. Pohjaveden patoarninen kesäkuun
ajaksi 20 cm:n syvyydelle myöhästytti turve- ja savimailla kauran röyhylletuloa keskimäärin kolme päivää, sama aikaero oli todettavissa vielä kauran valmistumisessa (Wäre 1947).
Mahdollisesti aikainen roudan sulaminen keväällä 1985 suu rensi salaöjituksen kuivatustehoa avo—ojitukseen verrättuna, mika oli havaittavissa vuoden 1985 satotuloksissa. Jos aja tellaan, että kylvön myöhästyminen pienentää kevätviljojen satoja 100 - 200 kg/pv (Larpes 1979), niin salaojituksen
orastumisaikaa lyhentävä vaikutus avo—ojitukseen verrattuna Tupoksen koealueella olisi ollut vuonna 1985 4 - 8 päivää.
Maasojan koetulokset osoittavat, että kauran jyväsadon 25
%:n arvo turvemaalla saavutettiin, kun kuivavara oli keski määrin 12 cm, 50 %:n arvo, kun kuivavara oli 29 cm, 75 %:n arvo, kun kuivavara oli 39 cm ja täysi sato saatiin, kun kuivavara oli 60 cm. Savimaalla korkea pohjavesi aiheutti kuitenkin kaurasadolle pienemmän vahingon kuin vastaavalla korkeudella ollut pohjavesi turvemaalla (Wäre 1947). Jos ajatellaan, että Tupoksen koekenttäalueen 1 kuivavara 60 cm tuotti vuonna 1985 täyden sadon, niin alueen 2 kuivavara 40 cm tuotti 85 %:n sadon ja a].ueen 3 kuivavara 20 cm vastaa vasti 70 %:n sadon.
Vuonna 1985 peruskalkitusruutujen pintakerroksen pH oli 5,01 ja kaksinkertaisen kalkituksen saaneiden ruutujen pH oli 5,81. Tämä happamuusero asettui pH-alueelle, jolla kauran jyväsadon määräerotus oli 15 %. Vuonna 1986 kalkitusruutujen pH oli kalkituksen ansiosta kohonnut edellisestä vuodesta
(5,31 vs. 5,95), jolloin happamuusero ei vaikuttanut enää jyväsadon määräerotukseen.
Useissa ulkomaisissa ja kotimaisissa kalkituskokeissa on to dettu, että peltokalkituksen vaikutus on havaittavissa maa-perässä 10 - 15 vuotta maalajin ja ilmasto-olosuhteiden mu kaan ja että kalkitus lisää satoa jopa 30 vuotta kalkituksen
jälkeenkin (Honkavaara 1951). I{a.lkituksen satoa lisäävä vai kutus aiheutuu pääasiassa pellon pintakerroksen pH—olosuh—
teiden muuttumisesta, mistä syystä kalkituksen määrä ei ole riittävä syy vaikutuksen kuvaamiseen. Kaikituksen vaikutusta kuvaa parhaiten se miten kaikitus muuttaa pintakerroksen pH—
olosuhteita. Purokosken (1959) tekemissä happamien sulfaat timaiden kalkituskokeissa 32 t/ha kalkitus lisäsi kaurasatoa noin 10 % 16 t/ha kalkitukseen verrattuna. Tämä Purokosken
saama tulos viittaisi siihen, että näissä kokeissa kalkituk sen vaikutus maaperän ominaisuuksiin on ollut samankaltainen kuin vuonna 1985 Tupoksen koekenttäkokeissa. TCaura kestää suhteellisen hyvin happamuutta, pH-kestokynnys tämän tutki niuksen mukaan oli arvon 5,31 alapuolella. Happamalla sul—
faattimaalla kalkituksen pH—arvoa korkeana ylläpitävä vaiku tus nn lyhytaikaisempi kuin yleensä tavallisilla viljelys
happamuus syö nopeasti kaikin tehoa. On oietettavaa, että peruskalkittujen ruutujen piritakerroksen
pH laskee arvon 5,0 lähelle kaksinkertaisen kalkituksen saa neita ruutuja nopeammin. Tällöin näiden kalkitusruutujen sa—
toisuuksissa voidaan jälleen havaita eroavuuksia.
SATO 1000 kg/ha
Kuva 18. Kauran satoisuus vuosina 1985 ja 1986 Tupoksen koealuee-n maanparannusruuduilla. Alue 1 (Al) : salaojitussy vyys 1,10 m; Alue 2 (A2): salaojirussyvyys 0,69 m; Alue 3
(A3): avo—ojitussyvyys 0,67 m.; Ca 1: kalkitus 15 t/ha; Ca 2:
kal!kitus 30 t/ha; Tv: kalkitus 15 t/ha ja turvelisäys 1000 m
3 /ha.